市场上材料鱼目混珠,有些不法生产商用玄武岩纤维布代替碳纤维布使用。结构胶种类繁多,不同胶有不同用途,且不同品牌结构胶的质量参差不齐。
操作工人一般会希望碳纤维胶固化的尽可能快,以便尽快进行下一道工序。其实,碳纤维加固质量很大程度上取决于胶浸润布的程度,在某种意义上有效浸润、充盈比胶强度高几兆帕更为重要。尽管碳纤维胶黏度较低、纤维布也较薄,但纤维束由众多细密的单丝组成,保证一定持续浸润、渗透的时间是必要的。碳布每束丝由12000根极细的单丝组成,像钢筋混凝土构件所配钢筋必须被混凝土有效包裹才能发挥作用一样,碳布单丝之间充满胶液才能保证应力的有效传递并分布均匀,最终让碳纤维高强特性得以发挥。
一般当施工现场日最高温度低于5℃时,就应按冬季施工考虑。结构胶的性能跟使用环境温度有较大关系,因为温度影响双组分结构胶的固化速度与最终固化程度。5~40℃范围使用较好。温度升高,固化反应加快;温度降低,固化反应放慢。低于5℃,固化较慢,固化程度也受影响,因此应选用冬季用结构胶或采取适当的加温、保温措施。
加固机理:粘贴钢板加固法跟粘贴碳纤维布加固法的加固机理相似,用特制的结构胶粘剂将钢板粘贴在原结构构件的表面,本质上是在结构外部增加构件配筋。
2、容易产生界面破坏。界面采用结构胶使钢板与原结构表面连接,其强度取决于结构胶的寿命和强度,因结构胶为有机材料。
3、施工过程中胶的厚度很难控制。如果胶多,容易出现胶的剪切破坏;如果胶少,则容易出现空鼓现象,空鼓容易出现集中应力而提前破坏。
5、承载力提高幅度不超过40%。钢板加固是在原构件基础上进行的,原结构的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级限制了发挥作用的程度。控制提高承载力幅度是为了避免出现受剪破坏先于受弯破坏。由于粘贴钢板之前,构件已经受到应力并有一定的应变。即使粘贴钢板幅度提高再大,也不能同步受力,只能作为安全储备。
6、耐久耐火性能差。钢板和原结构连接和受力性能通过结构胶传递。由于结构胶材料本为环氧树脂,环氧树脂的耐高温及耐紫外线的性能差,导致被加固构件的耐久耐火性差。施工过程中胶的厚度很难控制。
7、应用受混凝土基材强度限制。原结构基材混凝土强度太低,使钢板和原结构的粘结后,容易在结构材料本身或界面发生破坏。
8、不能解决梁柱节点问题。由于钢板粘贴在梁柱节点或构件的端部,很难形成围箍或连通的钢板作为受力钢筋,不能解决整体建筑复杂系统受力问题。
加固机理:在构件的四周沿通长或某一段设置一角钢,横向用缀板焊接形成整体。外粘型钢的胶缝使用环氧砂浆进行灌注。外包刚构架可以完全或部分替代原结构构件工作。
外包型钢加固法有干式包钢法和湿式包钢法,前者主要用于柱承压加固,形成钢和混凝土组合断面共同承载。后者借助于粘钢技术使二者共同受力。
2、焊接问题。角钢和缀板之间的连接需要焊接,若缀板和角钢先焊接后灌胶,容易出现缝隙空鼓;若先灌胶后焊接,环氧砂浆在高温下老化失去结构性能。
3、共同受力性能值得推敲。原结构构件与角钢、缀板的连接采用环氧砂浆灌注。要保证原结构和新增结构之间的共同工作完全依靠环氧树脂传递结构内力。无论先焊接还是先灌注都会出现连接不可靠问题。
4、耐久耐火性能差。角钢和原结构连接后共同受力通过环氧树脂传递。由于环氧树脂为有机材料,其耐久和耐火性能差。
5、不能解决梁柱节点问题。由于角钢粘贴在梁柱节点或构件的端部很难形成围箍或连通的角钢作为受力钢筋,不能解决整体建筑复杂系统受力问题。
外加预应力加固技术目前还主要用于对单根构件的加固,特别适用于桥梁等大跨度构件,对房屋结构纵横交错的梁柱构件情况,其应用受到很大限制。
外加预应力加固法在砌体结构(尤其是砖木结构)整体性加固方面有应用前景,但目前这方面还有待研究。
3、外包型钢法、外加预应力法、绕丝法、置换混凝土法、钢丝绳网片-聚合物砂浆面层加固法等加固范围受到限制。